浅谈用PLC改造继电―接触式控制电路的课程教学
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摘 要：根据教学实践，阐述了中等职业学校中关于用三菱可编程控制器PLC改造继电―接触式控制电路的课程教学策略,并就改造过程中涉及的相关问题提出了一些可行性方法，以期提高该课程的教学效果。
关键词：PLC教学；调试；控制程序
可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC。它是在集成电路、计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制设备。由于它具有控制功能强、可靠性高、配置灵活、体积小、重量轻等特点，目前已经被广泛地应用到自动化的各个领域。PLC是专门为工业电气控制而设计，具有逻辑控制、定时控制、计数控制、步进控制、数据处理等功能，而且编程简单，通用性好。通过在教学中的探索和总结，PLC课程可通过以下几个方面来进行。
一、掌握在设计PLC控制系统时应该遵循的基本原则
（一）理解电气控制电路图的工作原理
通常在开设PLC课程前，中等职业学校的学生基本已经完成了电力拖动控制线路、电机学等一些基础专业课的学习。为了能够顺利完成用PLC改造继电―接触器控制电路。要求学生必须能读懂电气控制电路图，要清楚有哪些被控对象、由什么电气元件控制和会分析电气控制系统的工作原理。
（二）合理规划控制系统
在设计前，应当培养学生建立深入现场进行调查研究，搜集资料，并与相关的设计人员和实际操作者密切配合，共同拟定控制方案，协同解决设计中出现的各种问题的习惯，从而最大限度满足被控对象的控制要求。
二、PLC控制系统设计的基本内容
PLC控制系统设计的基本内容一般主要分为硬件结构设计和控制程序的软件设计两部分。
（一）在硬件结构设计方面
首先要确定控制系统的构成形式。如单机控制系统、集中控制系统等。然后根据系统运行方式和控制方式选定系统的通讯和网络结构设计，最后是设计硬件，包括以下三点。
1.根据用户选择的输入设备，比如按钮、操作开关、限位开关和传感器等；选择输出设备，比如继电器、接触器、信号灯等元件的型号和数量，规划设计出I/O接口的类型和数目（备用10%~20%），计数器、定时器的个数和计数长度，A/D及D/A转换的个数和位数等。
2.根据对主控制器的结构要求，选择PLC的机型。比如时钟频率、插槽数量、内存和ROM空间容量等参数。
3.电源的选择。电源模块的额定输出电流必须大于处理器模块、I/O模块、专用模块等消耗电流的总和。电源选型的一般规则如下：
（1）确定电源的输入电压。
（2）将框架中每块I/O模块所需的总电流相加，计算出I/O模块所需的总电流值。计算时总电流应注意以下几点：①框架中带有处理器时，则加上处理器的最大电流值。②当框架中带有远程适配器模块或扩展本地I/O适配器模块时加上其最大电流值。③确定在框架中是否有用于电源的空槽，或者将电源装刊框架的外面。④根据确定好的输入电压要求和所需的总电流值，从用户手册中选择合适的电源。
（二）在控制程序的软件设计方面
主要是依据控制要求和PLC指令系统来进行的。一般控制要求来自于生产的工艺过程，比如需要完成的动作（动作顺序、必须的保护和连锁等）、操作方式（手动、自动、单周期、单步等）。
三、PLC控制系统的安装与接线
由于在中等职业学校的教学中，用PLC改造的继电―接触式电气控制电路较为简单，常常是改造通电延时带直流能耗制动的星形―三角形控制电路、正反转两地控制电路。因此，在安装时，将熔断器、接触器、转换开关、PLC装在一块配电路板上，按PLC接线图在配线板上安装。在接线时，先接主电路，再安装PLC控制电路，元件在配线板上布置要合理，配线要美观，导线要编号并进线槽，导线引出端要用别径压端子。
四、PLC控制系统的调试
系统的调试包括软件和硬件两大部分，但主要是软件的调试，在调试过程中，两者应协调。软件调试分三阶段。第一阶段是模拟调试。即将程序输入PLC，按照被控设备的动作要求进行。先调试子程序功能模块，然后调试初始化程序，最后调试主程序。第二阶段是预调试（亦称带电空载调试）。当完成现场设备安装、机械设备及电动机等本地检查后，并且通电正常，才能做带电空载调试。空载调试前，要将输出端口执行电源关闭，这段时间要先调整与验证输出端口最末一级输出是否正确，检查输出到最后执行机构的前一级是否全部连线，软件命令都正确送到指定终点。可以通过输入或输出的“强制”方式逐个检查输入状态和输出状态。当验证输入与输出信号不会发生任何重大意外时，可准备进行空载调试。第二阶段是系统空载调试。步骤如下：
1.使用“强制”调试，即检查输出端口为“1”状态时，外围设备是否运行；为“0”状态时，外围设备是否真的停止。
2.通过人机命令在用户软件监视下，考核外围设备的启动或停止。对于某些关键设备，为了能及时判断它的运行，可以在用户软件中加入一些人机命令连锁，细心地检查它们，检查正确后，再将这些插入的人机命令删除。
3.空载调试全部完成后，要对现场再做一次完整的检查，去掉多余的中间检查用的临时配线，临时布置的信号，将现场做成真正使用的状态。
总之，在PLC教学中开展用PLC对传统的电气控制电路进行改造，可以使学生对自动控制系统的搭建过程建立一个初步概念，使学生在完成学习目标的过程中，掌握了更多的知识与技能。
参考文献:
王建，刘伟，李伟.维修电工国家职业资格证书取证问答［Ｍ］.机械工业出版社，2010-01.
（作者单位 新疆乌鲁木齐市技工学校）
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